Dissertationen

 

Sebastian Flock

Simulation aktiver aerodynamischer Klappen zur Lastabminderung am Rotor einer Windenergieanlage

ISBN: 978-3-95886-176-3

  Buchdeckel Urheberrecht: MSE

Jörg Berroth

Einfluss der Stelldynamik der Rotorblätter auf die Lasten der Blattverstellsysteme von Windenergieanlagenen

Die rasante Entwicklung von Windenergieanlagen, kurz WEA, hin zu immer größeren Rotordurchmessern führt auch zu steigenden Anfor­derungen an deren Blattverstellsysteme, kurz BVS. Zusätzlich werden lastreduzierende Regelungskonzepte ent­wickelt, die Lastdynamiken direkt am Rotorblatt dämpfen sollen. Diese Konzepte basieren zumeist auf zusätzlicher Blatt­winkel­ver­stellung und führen damit zusätzlich zu erhöhten Anforderungen an die BVS von WEA.
Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, Einflüsse auf die dynamischen Lasten der Blattverstellsysteme zu untersuchen, um gesicherte Lastannahmen für die Realisierung hochdynamischer Blattwinkelverstellung zur aktiven Lastreduktion zu erlangen. Hierzu wurden die Modellierungsmethodiken für die BVS in der Mehr-Körper-Simulation, kurz MKS, dahingehend erweitert, dass die Analyse der dynamischen Lasten im geregelten Anlagenbetrieb für unterschiedliche Regelungsstrategien in einem Gesamtsystemansatz bis auf Bauteilebene er­möglicht werden konnte.
Kern der umgesetzten Erweiterungen ist die Integration der BVS als rotierendes Subsystem in das Gesamtanlagenmodell der WEA, bestehend aus aerodynamischem, mechanischem, elektrischem sowie regelungstechnischem System. Dieser Ansatz ermöglicht die gekoppelte Analyse der mechanischen Subsysteme unter dem zusätzlichen Einfluss der rückwirkungs­behafteten Gesamtanlagendynamik sowie der inneren Systemdynamik der Blattverstellantriebe.
Die vorgestellten Modellierungsmethodiken wurden auf Basis von Feldmessdaten einer Referenz-WEA der 2 MW-Klasse validiert und abschließend dazu genutzt, um die erhöhten An­forderungen an BVS durch die Anwendung einer zusätzlichen lastreduzierenden individuellen Blattwinkelverstellung, kurz IPC, zu diskutieren.

ISBN 978-3-95886-176-3

 

Andreas Paulus:

Reaktionsschichtbildung auf bleifreien Bronze- und Messingwerkstoffen im Kontakt von Zylinder und Steuerscheibe einer Axialkolbenpumpe

Ziel dieser Arbeit ist es, im Kontakt zwischen Zylinder und Steuerscheibe einerAxialkolbenpumpe die bleihaltige Legierungen durch bleifreie Legierungen zu substituieren, ohne dass die Leistungsfähigkeit oder Lebensdauer der Axialkolbenpumpe herabgesetzt wird.Um dieses Ziel zu erreichen, muss die verschleißmindernde Wirkung des Bleianteils imoberflächennahen Werkstoffbereich auf andere Art und Weise erzielt werden. Eine Möglichkeit dazu besteht in der gezielten Erzeugung funktionaler oberflächennaher Werkstoffbereiche, sogenannter Grenzschichten, die durch eine tribologische Belastung im Allgemeinen in Kombination mit Schmierstoffen entstehen und in Zahnrädern und Wälzlagernsowohl Reibung als auch Verschleiß reduzieren können.Im Rahmen dieser Arbeit wurde in experimentellen Versuchen gezeigt, dass Grenzschichtenauch in geschmierten Gleitkontakten auf Bronze- und Messingwerkstoffen entstehen und Reibung und Verschleiß reduzieren können. Es wurde eine Methodik entwickelt, mit Hilfederer es möglich ist, bestimmte tribologische Systeme hinsichtlich der Bildung und Wirkungvon Grenzschichten zu untersuchen. Diese Methodik wurde erfolgreich angewendet, um diebleihaltige Bronze im Kontakt zwischen Zylinder und Steuerscheibe in einerAxialkolbenpumpe durch einen bleifreien Bronze- oder Messingwerkstoff zu ersetzen.Nach der Analyse des tribologischen Systems und der Definition von geeigneten Ersatzsystemen wurden fünf bleifreie Bronze- und Messingwerkstoffe sowie zwei additivierte Schmierstoffe untersucht. Neben experimentellen Modell- und Komponentenversuchenwurden die Grenzschichten in mikroanalytischen Untersuchungen systematisch analysiert.Die bleifreie Legierung CuSn12Ni2 wurde in den Versuchen als mögliche Alternative zu derbleihaltigen Serien-Legierung qualifiziert. Die positiven Eigenschaften der Legierung CuSn12Ni2 beruhen unter anderem auf der Ausbildung eine stabilen Grenzschicht im Betrieb,die mit Hilfe der hier vorgestellten Methodik untersucht und gesteuert werden kann.

  Buchdeckel Ermittlung modularer Produktarchitekturen auf Basis von Unternehmenswissen Urheberrecht: MSE

Kevin Helmut Schmitz:

Ermittlung modularer Produktarchitekturen auf Basis von Unternehmenswissen

Die zunehmende Globalisierung ermöglicht Unternehmen neue Märkte zu erschließen. Eine damit einhergehende Verschärfung der Wettbewerbssituation bewegt viele Unternehmen dazu, neue Produktvarianten an den Markt zu bringen. Hieraus resultiert mitunter ein enormer Anstieg der Produkt- und Prozesskomplexität, die vielfach die positiven Aspekte einer verstärkten Kundenorientierung überwiegt. Um nachhaltig erfolgreich am Markt bestehen zu können, gilt es marktgerechte Produktvarianten anzubieten, die nur diejenigen Funktionsmerkmale abbilden, die der Kunde auch bezahlt. Es geht darum herauszufinden, welche Varianten eines Produktes der Markt fordert, um eine zweckmäßige externe Vielfalt bei möglichst geringer unternehmensinterner Vielfalt zu gewährleisten.

In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass dazu notwendiges Wissen implizit in den Auftragsstücklisten der Vergangenheit vorliegt und es sich mittels geeigneter Analyseverfahren für die Produktentwicklung nutzbar machen lässt. Der neuartige Data-Mining-Ansatz der korrelationsbasierten Modularisierung, kurz KoMod, identifiziert rechnergestützt Abhängigkeiten zwischen Funktionsmerkmalen und fasst diese durch einen Clusteralgorithmus zu variantenoptimierten Modulen zusammen. Die so gefundene modulare Produktarchitektur realisiert eine hohe Marktabdeckung mit einer geringen Anzahl von Modulvarianten. Durch eine zielgerichtete, kennzahlenbasierte Optimierung ist auch die praktische Realisierbarkeit von mit KoMod strukturierten Produkten sichergestellt. Darüber hinaus wird die Relevanz und damit die Entwicklungspriorität von Modulvarianten quantifiziert, wodurch die Entwicklungseffizienz gesteigert werden kann.

Die Methodik KoMod ist im Rahmen von mehreren Industrieprojekten entwickelt und optimiert worden.

ISBN: 978-3-8440-5395-1

  Buchdeckel Methodik zur numerischen NVH Analyse eines elektrifizierten PKW Antriebsstrangs Urheberrecht: MSE

Matthias Wegerhoff

Methodik zur numerischen NVH Analyse eines elektrifizierten PKW Antriebsstrangs

Für die Kundenakzeptanz beziehungsweise als Kaufkriterium für einen PKW ist die Innenraumakustik wichtig. Dies gilt für konventionell angetriebene PKW sowie für Elektrofahrzeuge. Der heutige Kunde hat Ansprüche an die Akustik, die auf Ergebnissen einer langjährigen Forschungsgeschichte am Verbrennungsmotor basieren. Für die elektrischen Antriebe ist diese Historie noch relativ jung, entsprechend fehlen Methodiken zur virtuellen Identifikation von ggf. unzureichend erfüllten akustischen Produktanforderungen. Diese Arbeit stellt eine Methodik vor, wie hochfrequente Körperschallereignisse eines rein elektrisch angetriebenen Antriebsstrangs über einen weiten Betriebsbereich des Fahrzeugs simuliert werden können. Die Methodik zur Simulation und Analyse des akustischen Verhaltens des Antriebsstrangs setzt sich aus zahlreichen Methoden zur Abbildung und Validierung der beteiligten Komponenten zusammen. Somit kann die Arbeit auch als Anleitung zur transparenten Validierung einer Modellbildung im hohen Frequenzbereich mit mehr als 5000Hz dienen. Entsprechend werden die Grenzen des Modells, als Resultat der Methodik, aufgezeigt und weiterer Forschungsbedarf abgeleitet. Zuletzt wird unter zu Hilfenahme des entstandenen Modells die dominanteste Resonanz im Antriebsstrang analysiert und der Antriebsstrang akustisch optimiert.

ISBN 978-3-95886-167-1

  Buchdeckel Konfigurationsgestützte Modularisierung von variantenreichen Investitionsgütern Urheberrecht: MSE

Felix Johannes van der Beek

Konfigurationsgestützte Modularisierung von variantenreichen Investitionsgütern

Die stetig steigenden Anforderungen der Kunden an individuelle, insbesondere konfigurierbare Produkte und technische Lösungen lassen die externe Vielfalt auf Seiten der Hersteller wachsen. Die Herausforderung besteht darin, diese externe Vielfalt möglichst effizient und wirtschaftlich vertretbar auf eine interne Vielfalt abzubilden. Aus der Vielzahl von notwendigen Produktbaugruppen und -komponenten ergibt sich eine Produktkomplexität, die den gesamten Produktlebenszyklus umfasst.
Eine aussichtsreiche Möglichkeit, dieser Produktkomplexität zu begegnen, besteht in der Modularisierung unter Anwendung des Unabhängigkeitsprinzips. Kerngedanken der Modularisierung sind die vollständige Strukturierung eines Produktes und gleichzeitige Festlegung von Standards. Diese Standards erlauben eine Moduldefinition, die das Produkt in abgegrenzte Einheiten gliedert. Entscheidend sind daher die Wahl der Modulschnittstellen und deren funktionale und physische Definition. Diese Schnittstellen sind verbindlich und legen die Produktstruktur konstruktiv fest. Alle zukünftigen Module müssen zu diesen Schnittstellen kompatibel sein. Nach der Definition von Modularisierung können Produktbestandteile dadurch simultan, das bedeutet hier zeiteffizient, entwickelt und produziert werden.
Der Grad der Modularisierung ist stark kontextgebunden, produkt- und unternehmensspezifisch. Sein Optimum kann nur mit systematischem Vorgehen gefunden werden. Einen wesentlichen Beitrag kann dabei die rechnergestützte Validierung neuentwickelter Produktarchitekturen leisten.
Vor diesem Hintergrund wurde in dieser Arbeit auf Grundlage der Strukturstücklisten realisierter Aufträge ein neuartiges Konzept zur Modularisierung entwickelt. Die komplexe Festlegung einer modularen Produktarchitektur wird durch die statistische Auswertung großer Datensätze unterstützt und so objektiviert. Die Moduldefinitionen werden validiert und die Anzahl und Relevanz der Modulvarianten werden vor Beginn der Konstruktion neuer Produkte bewertbar.

ISBN 978-3-8440-5198-8

  Buchdeckel Sensitivitätsanalyse des Vorspannkraftverlustes von einschnittigen Schraubenverbindungen für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe Urheberrecht: MSE

Stephanie Dallmeier:

Sensitivitätsanalyse des Vorspannkraftverlustes von einschnittigen Schraubenverbindungen für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe

Die Schraubenverbindung stellt derzeit die am weitesten verbreitete Verbindung hochbelasteter, dickwandiger CFK-Laminate dar. Obwohl diese weitflächig eingesetzt werden, ist die modellhafte Abbildung des mechanischen Verhaltens noch nicht ausreichend möglich. Eine der offenen Fragen betrifft die Auslegung der Verbindungspartner, mit dem Ziel, den Verlust der Vorspannung möglichst gering zu halten. An dieser Stelle setzt diese Arbeit an. Ziel dieser Arbeit ist die Identifikation der wesentlichen, vom Konstrukteur beeinflussbaren Parameter zur gezielten Reduktion des Vorspannkraftverlustes. Die Methodik dieser Arbeit besteht in der Kombination zweier Methoden, nämlich der Verwendung numerischer Modelle mithilfe der Finite-Elemente-Methode einerseits und der Sensitivitätsanalyse andererseits. Unter Sensitivitätsanalyse wird hier der Oberbegriff für Methoden zur statistischen Planung und Auswertung von Computerexperimenten verstanden. Numerische Modelle kommen zum Einsatz, da eine experimentelle Untersuchung des Sachverhaltes so komplex ist, dass er nur unter hohen Kosten möglich ist. Basierend auf den Ergebnissen werden erste konstruktive Empfehlungen abgeleitet, die eine Schraubenverbindung mit geringem Vorspannkraftverlust begünstigen.

ISBN 978-3-8440-4467-6

  Buchdeckel Validierte Modellierungsmethodik für die Simulation des Körperschallverhaltens von Getrieben in Windenergieanlagen Urheberrecht: MSE

Tim Kamper:

Validierte Modellierungsmethodik für die Simulation des Körperschallverhaltens von Getrieben in Windenergieanlagen

Durch die steigende Dichte von Windenergieanlagen rücken neu errichtete Anlagen gezwungenermaßen näher an die Wohnbebauung heran. Dadurch gewinnt die Geräuschentwicklung von WEA neue Brisanz. Besonders störend für Anwohner sind dabei tonale Geräusche, die vom Getriebe als Körperschall in die umgebende Struktur eingeleitet und von flächigen Strukturen in die Umgebung abgestrahlt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine Methode entwickelt, validiert und vorgestellt, mit der auf der Basis von Körperschallmessungen eines WEA Getriebes auf dem Back-To-Back-Prüfstand auf das Körperschallverhalten des Getriebes auf der Anlage geschlossen werden kann. Dazu werden Messkampagnen zweier baugleicher Getriebe auf einem Serienprüfstand und auf einer WEA im stromerzeugenden Betrieb im Feld analysiert. Darauf basierend werden die Modellierungsmöglichkeiten der Mehrkörpersimulation aufbauend auf dem Stand der Technik erweitert, um die Körperschallentwicklung von WEA Getrieben vor der Inbetriebnahme für verschiedene Anlagentypen bestimmen zu können. Dies ermöglicht eine frühzeitige Definition und Bewertung von Abhilfemaßnahmen bei akustischen Auffälligkeiten. Die entwickelte Methode wird in der vorliegenden Arbeit anhand der Messkampagne auf dem Serienprüfstand und der WEA validiert. Zusätzlich wird Verbesserung der Validierungsergebnisse gegenüber der Modellierung nach Stand der Technik aufgezeigt.

ISBN 978-3-95886-130-5

  Buchdeckel Gebrauchsdauer fettgeschmierter Wälzlager bei Stillstandszeiten unter feuchten Arbeitsbedingungen Urheberrecht: MSE

Daniel Schrömbgens:

Gebrauchsdauer fettgeschmierter Wälzlager bei Stillstandszeiten unter feuchten Arbeitsbedingungen

Im Betrieb von Wälzlagern entsteht hohe Reibungswärme, sodass im Schmierstoff vorhandenes Wasser meist schnell aus dem Kontakt verdunstet und nur eine geringe Schädigung erzeugt. Kommt es im Betrieb allerdings zu häufigen Stillstandszeiten, kann Feuchtigkeit aus der Luft kondensieren und sich im Kontakt absetzten. Bei entsprechend betriebenen Wälzlagern werden in der Praxis Ausfälle beobachtet, die mit einer korrosiven Schädigung einhergehen. Aufgrund vorliegender Schadensbilder wurde eine Vorschädigung durch Spannungsrisskorrosion vermutet. In der vorliegenden Arbeit konnte eine erhebliche korrosive Schädigung reproduziert werden, die zu einem vorzeitigen Ausfall der Wälzlager führt. Jedoch konnte in keinem Test an Wälzlagern Spannungsrisskorrosion erzeugt werden. Alle Schäden, ob mit oder ohne radiale Last zeigen das gleiche Schadensbild. Bei den durchgeführten Versuchen erzeugt eine radiale Last die für Spannungsrisskorrosion notwendigen Spannungen. Zusammenfassend ist eine Schädigung am Wälzlager durch Spannungsrisskorrosion unwahrscheinlich. Der korrosive Angriff des Materials führt zu einer Materialschwächung, die einen vorzeitigen Ausfall begünstigt.

ISBN: 978-3-95886-093-3

  Buchdeckel Wälzlagergraufleckigkeit Urheberrecht: MSE

Christian Bongardt:

Wälzlagergraufleckigkeit

Wälzlager sind Maschinenelemente, deren Aufgabe es ist, Kräfte zwischen rotatorisch zueinander bewegten Bauteilen zu übertragen. Wälzlager können hinsichtlich ihrer Lebensdauer nach DIN ISO 281, beziehungsweise nach DIN 26281 ausgelegt werden. Es gibt jedoch Schadensformen, die durch das genormte Berechnungsverfahren nicht erfasst werden können. Hierzu zählt die Wälzlagergraufleckigkeit. Bei Graufleckigkeit handelt es sich um einen Ermüdungsschaden der Oberfläche, der zum Ausfall des Wälzlagers führt. Derzeit bestehen im Bereich der Wälzlagertechnik keine Erkenntnisse, unter welchen Betriebsbedingungen diese Schadensform auftritt, wodurch nur eine unzureichende Auslegung von Wälzlagern möglich ist. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit graufleckenkritische Betriebsbedingungen für Wälzlager am Prüfstand ermittelt. Es wird gezielt untersucht, welchen Einfluss die spezifische Schmierspalthöhe, die Betriebstemperatur, Kontaktpressung und der Schmierstoff auf das Schadensbild haben. Es werden sowohl die mechanischen Kontaktbedingungen, als auch die chemische Interaktion zwischen Schmierstoff und der Kontaktoberfläche bewertet. Ausgehend von den Versuchsergebnissen wird ein Prüfverfahren vorgeschlagen, mit dem die Graufleckengefahr von Schmierstoffen für Wälzlager am FE-8 Prüfstand ermittelt werden kann.

ISBN 978-3-95886-089-6

  Buchdeckel Analyse der Produktportfoliokomplexität unter Anwendung von Verfahren des Data Mining Urheberrecht: MSE

Jan Neis:

Analyse der Produktportfoliokomplexität unter Anwendung von Verfahren des Data Mining

Die Herausforderung für Unternehmen, um in heutigen Märkten zu bestehen, liegt nicht mehr allein in der Bestimmung günstiger Fertigungsstandorte. Viel entscheidender ist heute die Frage, wie das eigene Wissen im Unternehmen gesichert und ausgebaut werden kann, um so flexibel auf die Bedürfnisse am Markt mit immer neuen Variationen reagieren zu können und den Know-how Vorteil gegenüber Niedriglohnländern zu bewahren. Unternehmen ist oft nicht bewusst, wie viel explizites und implizites Wissen in ihren Daten steckt. In den zahlreich abgelegten Dokumentationen über die variantenreichen Produkte steckt das gesamte Unternehmenswissen über die Konfiguration, Funktion und den technischen Aufbau der Produkte und deren Varianten. Dieses Wissen gilt es bei produktbezogenen Optimierungsverfahren zu externalisieren. Hierzu bietet der in dieser Arbeit entwickelte Ansatz für jeden Arbeitsschritt in einem Optimierungsverfahren effiziente Methoden für eine zielgerichtete Datenauswertung, mit deren Ergebnis eine fundierte Entscheidung über den Fortgang des Verfahrens getroffen werden kann.

ISBN 978-3-8440-4120-0

  Buchdeckel Funktionale Erweiterung von Investitionsgütern im Nachrüstmarkt Urheberrecht: MSE

Benedikt Günther:

Funktionale Erweiterung von Investitionsgütern im Nachrüstmarkt

Investitionsgüter werden angeschafft, um diese über einen langen Zeitraum zu betreiben und mit ihnen einen Umsatz zu erwirtschaften. Dafür wird beim Kauf eine einmalige hohe Investition getätigt, welche sich nur auszahlt, wenn das Investitionsgut über den geplanten Zeitraum für einen monetären Rückfluss sorgen kann und darf. Im Nutzungszeitraum können sich aber die Anforderungen, Einsatzzwecke und Gesetze ändern, wodurch der Nutzungszeitraum zeitlich stark eingeschränkt wird, wenn das Investitionsgut diese nicht mehr erfüllt. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur funktionalen Erweiterung von Investitionsgütern im Nachrüstmarkt vorgeschlagen. Diese basiert auf einer Analyse-Synthese-Schleife und berücksichtigt, dasss bei der Entwicklung einer Nachrüstkomponente immer zwei Systeme im Fokus stehen - das vorhandene Produkt und die zu entwickelnde Nachrüstkomponente.

ISBN 978-3-8440-3677-0

  Buchdeckel Dynamic Simulation of Full-Scale Wind Turbine Nacelle System Test Benches Urheberrecht: MSE

Laiye Bi:

Dynamic Simulation of Full-Scale Wind Turbine Nacelle System Test Benches

Im Rahmen dieser Dissertation wird ein maßstäblicher Gondelsystemprüfstand für Windenergieanlagen virtuell abgebildet. Das Primärziel der Simulationsstudie besteht darin, die Gesamtdynamik des Prüfstandes sowie den Unterschied zur realistischen Dynamik der Windenergieanlage in Feld zu zeigen. Zudem soll das entwickelte Modell und die Systemsteuerung für den Prüfstandsbetrieb verwendet werden. Der Prüfstand wird in einer Mehrköpersystem, kurz MKS, Simulationsumgebung formuliert, dessen flexibler Antriebsstrang mit experimentellen Modalanalysen validiert wird. Im Modell werden die Betriebsregelung und Steuerung des DUTs, auf Englisch: Deviceundertest, ähnlichen Hardware-in-the-loop-Architektur des physikalischen Systems implementiert. Der Datenaustausch zwischen dem MKS Modell und dem Regler wird durch eine Co-Simulation-Schnittstelle realisiert. Auch können Testszenarien mit aeroelastische Windlastberechnung durchgeführt werden. Durch den Abgleich der Schnittstellenlast am Rotorflansch mit des Referenzturbinenmodells ist es festgestellt worden, dass sich das Open-loop-Verhalten des Gondelprüfstands ausdrücklich von Feldoperationen unterscheidet. Hauptursache sind die geänderte Randbedingung der geprüften Gondel zum Beispiel der abweichenden Massen und Trägheiten des Lastanwendungssystems. Es zeigt sich, dass das rheonomische ,also zeitabhängig, Gelenk des Rotormodells zu dem Verlust von Gekoppelt Rotor-Antriebsstrang Dynamik während Windlastberechnung führt. Die abweichende Open-loop-Verhaltensweise wird durch aktives Reglungsschema ausgeglichen. Um die realistische dynamische Reaktion des DUTs zu erhalten, wird ein virtuelles Rotorsystem entwickelt. Das bestehende MKS-Modell besitzt jedoch hunderte von Zustandsvariablen und ist damit sehr rechenintensiv. Es ist nur nutzbar nachdem ein Tiefe-Ordnung-Streckenmodell vorhanden ist. Mittels Modalreduktion werden die Übertragungsfunktionen in Streckenmodelle überführt, diese sind sowohl praktikable als auch ausreichend genau, und können die vorherrschenden Faktoren in der Dynamik des Prüfstands gut abbilden. Der obengenannte modell-basierte Ansatz ermöglicht ein komfortables Design sowie Feineinstellen des Reglungsschemas, das aus vorgeschlagen Torque - und Non-Torque-Lastanwendungen besteht. So können dynamische Schwingungen, wie sie in einer realen Windenergieanlage beobachtet werden, simulative abgebildet werden. Die Bandbreiten der Lastanwendungen sind jedoch durch die dominante Dynamik des Prüfstands begrenzt.

ISBN 978-3-95886-072-8

  Buchdeckel Systematische Entwicklung und Analyse stufenlos verstellbarer Getriebe mit innerer Leistungsverzweigung für mobile Arbeitsmaschinen Urheberrecht: MSE

Marco Ramm:

Systematische Entwicklung und Analyse stufenlos verstellbarer Getriebe mit innerer Leistungsverzweigung für mobile Arbeitsmaschinen

Stetig steigende Betriebskosten und Komfortansprüche erfordern eine Optimierung bestehender Antriebsstrategiekonzepte mobiler Arbeitsmaschinen. Diese werden als Baustoffmaschinen, Land- und Forstmaschinen sowie Kommunal- und Spezialfahrzeuge eingesetzt. Für die Maschinen dieser Branche wird höchste Effizienz in Bezug auf Energie und Zeit gefordert, die nur durch eine auf das jeweilige Einsatzspektrum optimierte Antriebstechnologie erreicht werden kann. Im Gegensatz zu den meisten Kraft- und Nutzfahrzeugen erfolgt bei den mobilen Arbeitsmaschinen eine Unterscheidung zwischen dem Fahr- und Arbeitsantrieb, wobei der Fokus in dieser Arbeit auf dem Fahrantrieb liegt.

ISBN 978-3-95886-045-2

  Buchdeckel Neuhärtungsgefährdung von Radial-Zylinderrollenlager durch Lastaufschaltung in Betriebspunkten mit Käfigschlupf Urheberrecht: MSE

Hermann van Lier:

Neuhärtungsgefährdung von Radial-Zylinderrollenlager durch Lastaufschaltung in Betriebspunkten mit Käfigschlupf

Lagerungen sollen Kräfte möglichst verschleißfrei und reibungsarm zwischen relativ zueinander bewegten Bauteilen übertragen. Dazu finden im Maschinen- und Anlagenbau verschiedene Wirkprinzipien Anwendung. Ein hierzu vielfach eingesetztes Maschinenelement ist das Wälzlager. Prinzipiell bestehen diese aus einem Innen- und einem Außenring, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind. Durch das Abrollen der Wälzkörper wird die reibungsarme rotative Bewegung zwischen Innen- und Außenring bei gleichzeitiger Übertragung von Kräften ermöglicht.

ISBN 978-3-95886-052-0

  Buchdeckel Hydraulisch-mechanischer Hybridantrieb für Gegengewichtsstapler Urheberrecht: MSE

Felix Straßburger:

Hydraulisch-mechanischer Hybridantrieb für Gegengewichtsstapler

Natur- und Wirkstoffe weisen oftmals ein oder mehrere Stereozentren auf und sind demnach in den meisten Fällen chiral. Solche Moleküle unterscheiden sich in ihrem bildlichen und spiegelbildlichen Aufbau und sind somit nicht identisch. Eine hinreichende Bedingung für Chiralität ist dabei das Fehlen einer Drehspiegelachse Sn.
Die beiden möglichen Moleküle werden Enantiomere genannt, die, abgesehen von der Drehrichtung linear polarisierten Lichts, zwar die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen, aber im Organismus oftmals unterschiedliche physiologische Reaktionen hervorrufen. Dies beruht auf der hohen Substratspezifität biologischer Zielmoleküle und ihrer außerordentlichen Selektivtät im Bezug auf die Stereochemie. Natur- und Wirkstoffe weisen oftmals ein oder mehrere Stereozentren auf und sind demnach in den meisten Fällen chiral. Solche Moleküle unterscheiden sich in ihrem bildlichen und spiegelbildlichen Aufbau und sind somit nicht identisch. Eine hinreichende Bedingung für Chiralität ist dabei das Fehlen einer Drehspiegelachse Sn.

ISBN 978-3-95886-030-8

  Buchdeckel Prognose und Optimierung von Getriebeschwingungen an der Schnittstelle zum Fundament Urheberrecht: MSE

Savas Kurutas:

Prognose und Optimierung von Getriebeschwingungen an der Schnittstelle zum Fundament

Lärm gilt in der heutigen Zeit als eine große Belastung für Mensch und Umwelt. Die Anforderungen an das akustische Verhalten von Getrieben resultieren sowohl aus den gesetzlichen Vorschriften bzgl. Geräuschemission, Umwelt- und Arbeitsschutz als auch aus den industriellen Ansprüchen an Komfort. Daher stellt für die industrielle Anwendung die Körperschallabstrahlung eines Getriebes ein Qualitätsmerkmal für die Beurteilung des Geräuschverhaltens dar und kann somit u.a. auch als Kaufkriterium gegenüber Konkurrenzprodukten angesehen werden. In vielen Fällen stellt die Übertragung von Vibrationen in Form von Körperschall ein besonderes Problem dar. Durch die zum Teil konstruktiv bedingte starre Ankopplung von Bauteilen an den Maschinenrahmen können Schwingungen mit geringer Abschwächung über weite Strecken geleitet werden und für unerwünschte Abstrahlung sorgen. Eine Betrachtung des Körperschallverhaltens ist zur effektiven Lärmbekämpfung daher unumgänglich. In einem Antriebsstrang lassen sich verschiedene Arten von Vibrationsquellen mit unterschiedlichen Charakteristika identifizieren. So sind beispielsweise bei Verbrennungsmotoren schmalbandige, zur Drehzahl proportionale Erregungen typisch. Bei Asynchronmotoren induziert die periodisch wechselnde Netzfrequenz Anregungen bei weitestgehend konstanter Frequenz. Als weitere wichtige Vibrationsquelle sind Zahnradgetriebe zu nennen. Durch die über den Wälzweg veränderliche Zahnsteifigkeit ergibt sich im Betrieb ein parametererregter Schwinger, der schmalbandige Anregungen in das System leitet. Die Einhaltung der akustischen Emissionsgrenzwerte wird dem Kunden vom Getriebehersteller beim Verkauf vertraglich zugesichert und kann somit auch als ein Kaufkriterium angesehen werden. Um diese Grenzwerte einzuhalten, ist es oft schon in der frühen Konzeptionsphase für ein neues Getriebe notwendig, Prognosen für das Körperschallverhalten abgeben zu können. Im Bereich der Kleinserien- und Einzelfertigung von Getrieben gibt es keine Möglichkeit, Messergebnisse für jeden Prototypen zu ermitteln, auf die sich eine Prognose in der frühen Projektphase stützen kann. Das liegt daran, dass bisher der entsprechende Getriebetyp noch nicht in der speziellen Ausführung gefertigt wurde. Jedoch können bei Fehleinschätzungen erhebliche Zusatzkosten aufgrund aufwändiger Nacharbeiten zur Lärmminderung am auskonstruierten Getriebe erfolgen.

ISBN: 978-3-95886-037-7

  Buchdeckel Ein Informationsmodell des Konstruktionsprozesses zur Abschätzung der Entwicklungskosten Urheberrecht: MSE

Judith Pollmanns:

Ein Informationsmodell des Konstruktionsprozesses zur Abschätzung der Entwicklungskosten

In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die es erlaubt, bereits in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung den zu erwartenden Entwicklungsaufwand in Abhängigkeit von definierten Einflusskriterien abzuschätzen. Hierzu wird ein Informationsmodell vorgestellt, das den Konstruktionsprozess von der Anforderungsliste bis zur erstellten Zeichnung auf Basis der verarbeiteten Informationen abbildet.

ISBN 978-3-8440-3055-6

  Buchdeckel Kennzahlbasierte Optimierung der Produktmodularität zur Reduktion der Produktkosten Urheberrecht: MSE

Thomas Hohnen:

Kennzahlbasierte Optimierung der Produktmodularität zur Reduktion der Produktkosten

Produktmodularisierung findet noch heute großen Anklang in der Unternehmenspraxis. Um ganzheitlich die Produktmodularität zu quantifizieren, werden im Rahmen dieser Arbeit Kennzahlen hergeleitet. Es wird zusätzlich eine Methode vorgestellt, mit der die Modularität eines Produktes systematisch bewertet werden kann. Zusätzlich zu den Kennzahlen werden die Kostenzusammenhänge der Modularität auf Basis einer ausgeprägten Literaturrecherche qualitativ dargestellt.

ISBN 978-3-8440-3055-6

  Buchdeckel Lokale Spannungseffekte in Sandwichelementen mit diskontinuierlicher Kernschicht Urheberrecht: MSE

Christoph Alexander Warkotsch:

Lokale Spannungseffekte in Sandwichelementen mit diskontinuierlicher Kernschicht

In dieser Arbeit wird der Sachverhalt einer diskontinuierlichen Kernschicht in Form eines Spalts im Kern eines Sandwichelementes untersucht. Es erfolgt eine umfassende phänomenologische Beschreibung der lokalen Spannungseffekte, die durch einen Spalt im Kern eines Sandwichs hervorgerufen werden. Weiterhin werden unter möglichen Einflussfaktoren diejenigen identifiziert, die einen entscheidenden Beitrag zur Entstehung lokaler Spannungseffekte leisten.

ISBN 978-3-8440-2386-2

  Buchdeckel Methodik zur Planung vielfaltsoptimierter Produktfamilien Urheberrecht: MSE

Sebastian Schubert:

Methodik zur Planung vielfaltsoptimierter Produktfamilien

Die hier vorgestellte Methodik zur Planung vielfaltsoptimierter Produktfamilien zielt auf die Optimierung der Produktfamilienplanung und die Ergebnisdarstellung in Form von Produktstrukturen ab. Durch diese Methodik sind Produktfamilien so planbar, dass die geforderte externe Vielfalt auf Basis einer minimalen internen Vielfalt realisiert werden kann. Somit sind auch die internen Kosten minimiert und es wird die Grundlage geschaffen, die Produkte zu Massenmarktpreisen anbieten zu können.

ISBN 978-3-8440-3055-6

  Buchdeckel PDM basierte Innovationsplanung im Rahmen eines durchgängigen Product Lifecycle Mangements Urheberrecht: MSE

Manuel Löwer:

PDM basierte Innovationsplanung im Rahmen eines durchgängigen Product Lifecycle Mangements

Unter Berücksichtigung der besonderen Randbedingungen, wie sie bei KMU vorzufinden sind, wird in dieser Arbeit ein Konzept vorgestellt , welches einerseits den strategischen und bisher unzureichend systemseitig erfassten Innovationsaspekt abbildet und andererseits die operative Unterstützung entlang des gesamten Prozesses durch vorhandene PDMS ermöglicht.

ISBN 978-3-8440-1351-1

  Buchdeckel Bayes-Netzwerke für die Kostenprognose in der frühen Phase der Produktentwicklung Urheberrecht: MSE

Frank Dehen:

Bayes-Netzwerke für die Kostenprognose in der frühen Phase der Produktentwicklung

Mit Hilfe der entwickelten Methode können Produkte hohen Neuheitsgrads in einem sehr frühen Entwicklungsstadium bezüglich der Herstellkosten beurteilt werden. Sie schließt die Lücke zu den Kalkulationsverfahren, die zum Abschätzen der Kosten bekannte Funktionen und Lösungsprinzipien voraussetzen. Dazu wird ein methodischer und systematischer Ansatz zur Kostenprognose mit Bayes-Netzwerken entwickelt und an einem ausführlichen Beispiel illustriert.

ISBN 978-3-8440-1086-2

  Buchdeckel Methodik der kombinierten Werkstoff-, Fertigungsverfahrens- und Geometriesynthese Urheberrecht: MSE

Martin Josef Benders:

Methodik der kombinierten Werkstoff-, Fertigungsverfahrens- und Geometriesynthese

In dieser Arbeit wird eine systematische Vorgehensweise zur kombinierten Werkstoff-, Fertigungsverfahrens- und Geometriesynthese in Anlehnung an die VDI-Richtlinie 2223 entwickelt. Hierzu werden zunächst die zu berücksichtigenden Abhängigkeiten zwischen Werkstoff, Fertigungsverfahren und Geometrie sowie bereits existierende Ansätze erläutert. Basierend auf diesen Ergebnissen wird im Anschluss die Methodik vorgestellt, ehe abschließend diverse unterstützende Methoden und Hilfsmittel skizziert werden.

ISBN 978-3-8440-0427-4